TECNOLOGIE PULITE: CARATTERISTICHE, VANTAGGI ED ESEMPI - AMBIENTE - 2024

Le tecnologie pulite sono pratiche tecnologiche quelle che cercano di minimizzare l'impatto ambientale che solitamente si genera in ogni attività umana. Questo insieme di pratiche tecnologiche comprende varie attività umane, generazione di energia, costruzione e i più svariati processi industriali.

Il fattore comune che li accomuna è il loro obiettivo di proteggere l'ambiente e ottimizzare le risorse naturali utilizzate. Tuttavia, le tecnologie pulite non sono state completamente efficienti nell'arrestare i danni ambientali causati dalle attività economiche umane.

Figura 1. Pannelli solari. Lito Encinas, da Wikimedia Commons

Come esempi di aree in cui le tecnologie pulite hanno avuto un impatto, possiamo menzionare quanto segue:

• Nell'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili e non inquinanti.
• Nei processi industriali con minimizzazione degli effluenti e delle emissioni inquinanti tossiche.
• Nella produzione di beni di consumo e nel loro ciclo di vita, con il minimo impatto sull'ambiente.
• Nello sviluppo di pratiche agricole sostenibili.
• Nello sviluppo di tecniche di pesca che preservano la fauna marina.
• Nell'edilizia sostenibile e nella pianificazione urbana, tra gli altri.

Panoramica delle tecnologie pulite

sfondo

L'attuale modello di sviluppo economico ha prodotto gravi danni all'ambiente. Le innovazioni tecnologiche chiamate "tecnologie pulite", che producono un minore impatto ambientale, appaiono come alternative speranzose per rendere lo sviluppo economico compatibile con la salvaguardia dell'ambiente.

Lo sviluppo del settore delle tecnologie pulite è nato all'inizio del 2000 e continua a crescere nel primo decennio del millennio fino ad oggi. Le tecnologie pulite costituiscono una rivoluzione o un cambiamento di modello nella tecnologia e nella gestione ambientale.

obiettivi

Le tecnologie pulite perseguono i seguenti obiettivi:

• Ridurre al minimo l'impatto ambientale delle attività umane.
• Ottimizza l'uso delle risorse naturali e preserva l'ambiente.
• Aiuta i paesi in via di sviluppo a raggiungere uno sviluppo sostenibile.
• Collaborare alla riduzione dell'inquinamento generato dai paesi sviluppati.

Caratteristiche delle tecnologie pulite

Le tecnologie pulite si caratterizzano per essere innovative e concentrarsi sulla sostenibilità delle attività umane, perseguire la conservazione delle risorse naturali (energia e acqua, tra le altre) e ottimizzarne l'uso.

Queste innovazioni cercano di ridurre l'emissione di gas serra, le principali cause del riscaldamento globale. Pertanto, si può affermare che hanno un ruolo molto importante nella mitigazione e nell'adattamento ai cambiamenti climatici globali.

Le tecnologie pulite includono un'ampia gamma di tecnologie ambientali come l'energia rinnovabile, l'efficienza energetica, lo stoccaggio di energia, nuovi materiali, tra gli altri.

Tipi di tecnologie pulite

Le tecnologie pulite possono essere classificate in base ai loro campi di azione come segue:

• Tecnologie applicate alla progettazione di dispositivi per l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili non inquinanti.
• Tecnologie pulite applicate "a fine tubo", che cercano di ridurre le emissioni e gli effluenti tossici industriali.
• Tecnologie pulite che modificano i processi produttivi esistenti.
• Nuovi processi produttivi con tecnologie pulite.
• Tecnologie pulite che cambiano le modalità di consumo esistenti, applicate alla progettazione di prodotti non inquinanti e riciclabili.

Difficoltà nell'implementazione di tecnologie pulite

C'è molto interesse attuale per l'analisi dei processi di produzione e il loro adattamento a queste nuove tecnologie più rispettose dell'ambiente.

Per fare ciò, è necessario valutare se le tecnologie pulite sviluppate sono sufficientemente efficaci e affidabili nella risoluzione dei problemi ambientali.

La trasformazione da tecnologie convenzionali a tecnologie pulite presenta anche diversi ostacoli e difficoltà, quali:

• Carenza nelle informazioni esistenti su queste tecnologie.
• Mancanza di personale qualificato per la sua applicazione.
• Elevato costo economico dell'investimento necessario.
• Superare la paura degli imprenditori al rischio di assumersi il necessario investimento economico.

Principali tecnologie pulite applicate alla generazione di energia: vantaggi e svantaggi

Tra le tecnologie pulite applicate alla produzione di energia ci sono le seguenti:

-Energia solare

L'energia solare è l'energia che proviene dalla radiazione del sole sul pianeta Terra. Questa energia è stata utilizzata dall'uomo fin dall'antichità, con primitive tecnologie rudimentali che si sono evolute in cosiddette tecnologie pulite sempre più sofisticate.

Attualmente vengono utilizzati la luce e il calore del sole, attraverso diverse tecnologie di cattura, conversione e distribuzione.

Esistono dispositivi per catturare l'energia solare come celle fotovoltaiche o pannelli solari, dove l'energia della luce solare produce elettricità e collettori di calore chiamati eliostati o collettori solari. Questi due tipi di dispositivi costituiscono la base delle cosiddette "tecnologie solari attive".

Al contrario, le "tecnologie solari passive" si riferiscono a tecniche di architettura e costruzione di case e luoghi di lavoro, dove l'orientamento più favorevole per il massimo irraggiamento solare, i materiali che assorbono o emettono calore in base al clima del luogo e / o o che consentono la dispersione o l'ingresso di luce e spazi interni con ventilazione naturale.

Queste tecniche favoriscono un risparmio di energia elettrica per la climatizzazione (raffrescamento o riscaldamento aria condizionata).

Vantaggi dell'utilizzo dell'energia solare

• Il sole è una fonte di energia pulita, che non produce emissioni di gas serra.
• L'energia solare è economica e inesauribile.
• È un'energia che non dipende dalle importazioni di petrolio.

Svantaggi dell'utilizzo dell'energia solare

• La produzione di pannelli solari richiede metalli e non metalli che provengono dall'estrazione mineraria, un'attività che ha un impatto negativo sull'ambiente.

-Energia eolica

L'energia eolica è l'energia che sfrutta la forza del movimento del vento; Questa energia può essere convertita in energia elettrica con l'uso di turbine del generatore.

La parola "eoliano" deriva dalla parola greca Eolo, il nome del dio dei venti nella mitologia greca.

L'energia eolica viene utilizzata per mezzo di dispositivi chiamati turbine eoliche nei parchi eolici. Le turbine eoliche hanno pale che si muovono con il vento, collegate a turbine che producono elettricità e poi alle reti che la distribuiscono.

I parchi eolici producono elettricità più economica di quella generata dalle tecnologie convenzionali, basata sulla combustione di combustibili fossili e ci sono anche piccole turbine eoliche che sono utili in aree remote che non sono collegate alle reti di distribuzione elettrica.

Figura 2. Parco eolico. Fonte: Victor Salvador Vilariño, da Wikimedia Commons

Attualmente si stanno sviluppando parchi eolici offshore, dove l'energia eolica è più intensa e costante ma i costi di manutenzione sono più alti.

I venti sono eventi approssimativamente prevedibili e stabili durante l'anno in un determinato luogo del pianeta, sebbene presentino anche importanti variazioni, motivo per cui possono essere utilizzati solo come fonte di energia supplementare, come backup, alle energie convenzionali.

Vantaggi dell'energia eolica

• L'energia eolica è rinnovabile.
• È un'energia inesauribile.
• È economico.
• Produce un basso impatto ambientale.

Svantaggi dell'energia eolica

• L'energia eolica è variabile, motivo per cui la produzione di energia eolica non può essere costante.
• La costruzione di turbine eoliche è costosa.
• Le turbine eoliche rappresentano una minaccia per l'avifauna poiché sono causa di morte per impatto o collisione.
• L'energia eolica produce inquinamento acustico.

-Energia geotermica

L'energia geotermica è un tipo di energia pulita e rinnovabile che utilizza il calore dall'interno della Terra; Questo calore viene trasmesso attraverso le rocce e l'acqua e può essere utilizzato per generare elettricità.

La parola geotermica deriva dal greco "geo": Terra e "thermos": calore.

L'interno del pianeta ha una temperatura elevata che aumenta con la profondità. Nel sottosuolo sono presenti acque sotterranee profonde chiamate acque freatiche; Queste acque si riscaldano e salgono in superficie come sorgenti termali o geyser in alcuni punti.

Attualmente esistono tecniche per localizzare, perforare e pompare queste acque calde, che facilitano l'utilizzo dell'energia geotermica in diverse località del pianeta.

Vantaggi dell'energia geotermica

• L'energia geotermica rappresenta una fonte di energia pulita, che riduce l'emissione di gas serra.
• Produce una quantità minima di rifiuti e un danno ambientale di gran lunga inferiore rispetto all'elettricità prodotta da fonti convenzionali come carbone e petrolio.
• Non produce inquinamento sonoro o acustico.
• È una fonte di energia relativamente economica.
• È una risorsa inesauribile.
• Occupa piccole aree di terreno.

Svantaggi dell'energia geotermica

• L'energia geotermica può causare l'emissione di fumi di acido solforico, che è letale.
• La perforazione può causare la contaminazione delle acque sotterranee vicine con arsenico, ammoniaca e altre tossine pericolose.
• È un'energia che non è disponibile in tutte le località.
• Nei cosiddetti “bacini secchi”, dove ci sono solo rocce calde a poca profondità e l'acqua deve essere iniettata per riscaldarla, possono verificarsi terremoti con rottura della roccia.

-Energia delle maree e delle onde

L'energia delle maree sfrutta l'energia cinetica o motoria delle maree. L'energia delle onde (chiamata anche energia delle onde) utilizza l'energia del movimento delle onde dell'oceano per generare elettricità.

Figura 3. Energia delle onde. Fonte: P123, da Wikimedia Commons

Vantaggi delle energie delle maree e delle onde

• Sono energie rinnovabili, inesauribili.
• Nella produzione di entrambi i tipi di energia non ci sono emissioni di gas serra.
• Per quanto riguarda l'energia del moto ondoso, è più facile prevedere condizioni di generazione ottimali rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile pulita.

Svantaggi delle energie delle maree e delle onde

• Entrambe le fonti di energia producono un impatto ambientale negativo sugli ecosistemi marini e costieri.
• L'investimento economico iniziale è elevato.
• Il suo utilizzo è limitato alle zone marine e costiere.

-Energia idraulica

L'energia idraulica è generata dall'acqua di fiumi, torrenti e cascate o cascate d'acqua dolce. Per la sua generazione vengono costruite dighe dove viene utilizzata l'energia cinetica dell'acqua, che attraverso le turbine questa viene trasformata in elettricità.

Vantaggio dell'energia idroelettrica

• L'energia idroelettrica è relativamente economica e non inquinante.

Svantaggi dell'energia idroelettrica

• La costruzione di dighe d'acqua provoca il taglio di vaste aree di foreste e gravi danni agli ecosistemi associati.
• L'infrastruttura è economicamente costosa.
• La generazione di energia idroelettrica dipende dal clima e dall'abbondanza di acqua.

Altri esempi di applicazioni cleantech

Energia elettrica prodotta in nanotubi di carbonio

Sono stati realizzati dispositivi che producono corrente continua sparando elettroni attraverso nanotubi di carbonio (fibre di carbonio molto piccole).

Questo tipo di dispositivo chiamato "thermopower" può fornire la stessa quantità di energia elettrica di una comune batteria al litio, essendo cento volte più piccolo.

Piastrelle solari

Sono piastrelle che funzionano come pannelli solari, costituite da sottili celle di rame, indio, gallio e selenio. Le tegole solari, a differenza dei pannelli solari, non necessitano di ampi spazi aperti per la realizzazione di parchi solari.

Zenith Solar Technology

Questa nuova tecnologia è stata ideata da una società israeliana; Sfrutta l'energia solare raccogliendo la radiazione con specchi curvi, la cui efficienza è cinque volte superiore a quella dei pannelli solari convenzionali.

Fattorie verticali

Le attività dell'agricoltura, dell'allevamento, dell'industria, dell'edilizia e dell'urbanistica hanno occupato e degradato gran parte dei suoli del pianeta. Una soluzione alla carenza di suoli produttivi sono le cosiddette fattorie verticali.

Le fattorie verticali nelle aree urbane e industriali forniscono aree di coltivazione senza l'uso o il degrado del suolo. Inoltre, sono aree di vegetazione che consumano CO ₂ - noto gas serra - e producono ossigeno attraverso la fotosintesi.

Colture idroponiche in file rotanti

Questo tipo di colture idroponiche in file rotanti, una fila sopra l'altra, consente un adeguato irraggiamento solare per ogni pianta e un risparmio della quantità di acqua utilizzata.

Motori elettrici efficienti ed economici

Sono motori che hanno zero emissioni di gas serra come anidride carbonica CO ₂ , anidride solforosa SO _2, ossido di azoto NO, e quindi non contribuiscono al riscaldamento globale del pianeta.

Lampadine a risparmio energetico

Senza contenuto di mercurio, metallo liquido molto tossico e inquinante per l'ambiente.

Apparecchiature elettroniche

Realizzato con materiali che non includono lo stagno, un metallo che è un inquinante ambientale.

Biotrattamento della depurazione delle acque

Purificazione dell'acqua utilizzando microrganismi come i batteri.

Gestione dei rifiuti solidi

Con compostaggio di rifiuti organici e riciclaggio di carta, vetro, plastica e metalli.

Finestre intelligenti

In cui l'ingresso della luce è autoregolante, consentendo risparmio energetico e controllo della temperatura interna degli ambienti.

Generazione di elettricità tramite batteri

Questi sono geneticamente modificati e crescono sugli oli usati.

Pannelli solari aerosol

Sono fabbricati con nanomateriali (materiali presentati in dimensioni molto piccole, come polveri molto fini) che assorbono la luce solare in modo rapido ed efficiente.

Biorimedio

Comprende la bonifica (decontaminazione) di acque superficiali, profonde, fanghi e suoli industriali, contaminati da metalli, prodotti agrochimici o scarti petroliferi e suoi derivati, attraverso trattamenti biologici con microrganismi.

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